一种高速、高精数控折边机及折边梁位移求解方法技术

本发明专利技术公开了一种高速、高精数控折边机及折边梁位移求解方法，包括机架、压边梁、折边模、折边梁、斜面滑轨、驱动座、第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构；驱动座具有相交的斜面一和斜面二；斜面一滑动连接在斜面滑轨上，斜面滑轨固定在机架上；斜面二与折边机的折边梁滑动配合；第一曲柄连杆机构一端固定在机架上，另一端与驱动座或折边梁相铰接；第二曲柄连杆机构一端铰接在驱动座上，另一端与折边梁相铰接；折边梁在两个曲柄连杆机构的共同耦合作用下，实现竖直方向和水平方向的位移。本发明专利技术能实现水平方向和竖直方向的平动，无附加摆动，刀尖轨迹控制精度高，折弯过程中在板面外观光洁，无压痕；且折弯模的刚度高，移动副负载小。

【技术实现步骤摘要】
一种高速、高精数控折边机及折边梁位移求解方法
本专利技术涉及金属板材加工领域，特别是一种高速、高精数控折边机及折边梁位移求解方法。
技术介绍
折边机为简单的弯曲机，既可以手动，也可以机动，折边机是对产品的边缘进行处理的机械设备，现有的传统折边机，只能够实现单一的上下折边动作，无法实现复杂的折边轨迹。随着社会经济的发展，人们对工件的需要范围越来越广，传统的折边机无法满足客户的需求。另外，传统的折边机结构过于简单，传动精度低，产品质量差。申请号为CN201610497320.1的中国专利技术专利申请，其专利技术创造的名称为“一种金属板料折边机折边机构”，其包括机架，所述机架的前侧下端设有支撑台，所述支撑台上方设有压紧梁，所述机架前侧内设有折边梁，所述折边梁下端左右两侧分别设有驱动折边梁上下摆动的竖直驱动机构，所述折边梁后端设有驱动折边梁前后摆动的水平驱动机构。竖直驱动机构带动折边梁上下摆动，实现垂直方向运动，水平驱动机构带动折边梁前后摆动，实现水平方向运动，两者联动可实现复杂的折边轨迹，满足不同客户的需求。然而，上述专利申请，在使用中，却存在着如下缺陷，有待进一步进行改进：1、上述水平驱动机构在水平方向运动的同时，具有附加的摆动；竖直驱动机构在驱动垂直方向运动的同时，还具有附加的摆动，故而不能实现绝对意义上的X、Y向两个自由度的单一的平动。因此，不能实现刀尖轨迹的精确控制，控制精度差，在折弯过程中进行角度修正时仅能通过多次的手工输入校正参数来进行校正，不能通过精确的数学计算自动完成校正值的计算，效率低，且难以实现智能化控制。另外由于其刀尖轨迹精度较差，因此，折弯过程中在板面留下压痕的问题不可避免。2、设备的加工精度取决于各个铰接点的加工、装配精度，因此，加工制造难度大，难以实现批量化生产，限制其大范围推广。另外，在CN201610497320.1中，其铰接点不仅用于驱动，同时还要对折边梁进行导向，或限制自由度。因此铰接点的制造误差会影响折边梁在运动过程中水平方向和竖直方向的平行度产生影响。3、由于存在附加的摆动，因此难以实现折边梁运动位置的实时反馈(反馈测量传感器无处安装)，因此很难实现折边梁运动位置的闭环反馈和控制，因此加工精度难以保证。4、铰接点的磨损，机构中各个杆件受力的弹性变形，构件的温度变形都会对加工精度产生很大影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种折边机用折边传动机构及折边梁位移求解方法，该折边机用折边传动机构及折边梁位移求解方法能实现水平方向和竖直方向的平动，无附加摆动，刀尖轨迹控制精度高，折弯过程中在板面外观光洁，无压痕。同时，折弯模的刚度高，移动副的负载小；当连杆一与折边梁铰接时，折弯载荷直接通过曲柄连杆机构传递给机架，运动副仅需承受很小的载荷(仅需承受载荷中心与铰接中心不在一条直线上所引起的翻转载荷，实际上该载荷远远小于折弯工作载荷)，因此传动刚性高，传动导向部件的寿命更长；还能实现刀尖轨迹的精确控制，控制精度高，在折弯过程中进行角度修正时能够通过精确的数学计算自动完成校正值的计算，效率高，可以实现折弯角度的智能化控制。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种高速、高精数控折边机，包括机架、压边梁、折边模、折边梁、斜面滑轨、驱动座、第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构。压边梁用于压紧板材。驱动座具有斜面一和斜面二，且斜面一所在平面和斜面二所在平面相交。所述斜面一滑动连接在斜面滑轨上，斜面滑轨固定在机架上。所述斜面二与折边机的折边梁滑动配合。第一曲柄连杆机构的一端铰接在机架上，另一端与驱动座或折边梁相铰接。第二曲柄连杆机构的一端铰接在驱动座上，另一端与折边梁相铰接。折边梁在第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构的共同耦合作用下，实现竖直方向和水平方向的位移。折边梁具有与斜面二相配合的滑动斜面。还包括光栅尺，用于检测折边梁的坐标。光栅尺包括标尺光栅、读数头和位移连杆。标尺光栅安装在机架或折边梁上，读数头滑动连接在标尺光栅中，位移连杆用于连接读数头和折边梁或机架。通过两组光栅尺读数的合成与运算，间接反馈出折边梁的水平和竖直两个方向的运动位移。驱动座为三角形、梯形、楔形、L型、四边形、或矩形。第一曲柄连杆机构的连杆传动由肘杆机构所驱动，肘杆机构为第三曲柄连杆机构或丝杆传动机构。第一曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄一和连杆一。曲柄一的尾端铰接安装在机架上，连杆一的另一端与驱动座或折边梁相铰接。第二曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄二和连杆二。曲柄二的尾端铰接安装在驱动座上，连杆二的另一端与折边梁相铰接。斜面一与水平面的夹角为-75°～75°，斜面二与竖直平面的夹角为-75°～75°。一种折边梁位移的求解方法，折边梁通过两套光栅尺进行自身位移的求解，具体求解方法包括如下步骤：步骤1、建立坐标系及光栅尺直线方程，包括如下步骤：步骤11、建立坐标系：两套光栅尺分别为光栅尺一和光栅尺二。光栅尺一包括标尺光栅一、读数头一和位移连杆一。光栅尺二包括标尺光栅二、读数头二和位移连杆二。标尺光栅一和标尺光栅二位置固定，读数头一滑动连接在标尺光栅一中，读数头二滑动连接在标尺光栅二中。读数头一和读数头二的另一端铰接在折边梁上。以水平向为X向，以竖直向为Y向，以两个标尺光栅的交点为原点O，建立XOY坐标系。步骤12，建立标尺光栅一所在的直线方程1：y＝K1xK1＝tan(a1)其中，a1为标尺光栅一与X向的夹角。读数头一在直线方程1上的点坐标为P1(xp1，yP1)，则点P1至原点O之间的距离为R1。xp1、yP1的值由读数头一自动读数，为已知值。步骤13，建立标尺光栅二所在的直线方程2：y＝K2xK2＝tan(a2)其中，a2为标尺光栅二与X向的夹角。读数头二在直线方程2上的点坐标为P2(xp2，yP2)，则点P2至原点O之间的距离为R2。xp2、yP2的值由读数头二自动读数，为已知值。步骤2、建立半径为R1的圆1：以点P1为圆心，建立半径为R1的圆1，则圆1的方程为：将圆1方程展开为：步骤3、建立半径为R2的圆2：以点P2为圆心，建立半径为R2的圆2，则圆2的方程为：将圆2方程展开为：步骤4、求解折边梁的点坐标P(xp，yP)：折边梁的点坐标P(xp，yP)，为圆1和圆2的其中一个交点。通过求解xp和yP，从而获得折边梁在水平方向和竖直方向的位移。步骤4中，xp和yP，求解过程如下：步骤4中，xp和yP，求解过程如下：先将公式(4)与公式(3)相减，得到如下的差值交点方程：令：则，式(5)简化为：y＝Kx+b(6)将式(6)带入式(1)，整理可得：令：A＝K2+1B＝2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速、高精数控折边机，其特征在于：包括机架、压边梁、折边模、折边梁、斜面滑轨、驱动座、第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构；/n压边梁用于压紧板材；/n驱动座具有斜面一和斜面二，且斜面一所在平面和斜面二所在平面相交；/n所述斜面一滑动连接在斜面滑轨上，斜面滑轨固定在机架上；/n所述斜面二与折边机的折边梁滑动配合；/n第一曲柄连杆机构的一端铰接在机架上，另一端与驱动座或折边梁相铰接；/n第二曲柄连杆机构的一端铰接在驱动座上，另一端与折边梁相铰接；/n折边梁在第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构的共同耦合作用下，实现竖直方向和水平方向的位移。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速、高精数控折边机，其特征在于：包括机架、压边梁、折边模、折边梁、斜面滑轨、驱动座、第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构；
压边梁用于压紧板材；
驱动座具有斜面一和斜面二，且斜面一所在平面和斜面二所在平面相交；
所述斜面一滑动连接在斜面滑轨上，斜面滑轨固定在机架上；
所述斜面二与折边机的折边梁滑动配合；
第一曲柄连杆机构的一端铰接在机架上，另一端与驱动座或折边梁相铰接；
第二曲柄连杆机构的一端铰接在驱动座上，另一端与折边梁相铰接；
折边梁在第一曲柄连杆机构和第二曲柄连杆机构的共同耦合作用下，实现竖直方向和水平方向的位移。


2.根据权利要求1所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：折边梁具有与斜面二相配合的滑动斜面。


3.根据权利要求1所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：还包括光栅尺，用于检测折边梁的坐标。


4.根据权利要求3所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：光栅尺包括标尺光栅、读数头和位移连杆；标尺光栅安装在机架或折边梁上，读数头滑动连接在标尺光栅中，位移连杆用于连接读数头和折边梁或机架；通过两组光栅尺读数的合成与运算，间接反馈出折边梁的水平和竖直两个方向的运动位移。


5.根据权利要求1所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：驱动座为三角形、梯形、楔形、L型、四边形、或矩形。


6.根据权利要求1所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：第一曲柄连杆机构的连杆传动由肘杆机构所驱动，肘杆机构为第三曲柄连杆机构或丝杆传动机构。


7.根据权利要求1或6所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：第一曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄一和连杆一；曲柄一的尾端铰接安装在机架上，连杆一的另一端与驱动座或折边梁相铰接；
第二曲柄连杆机构包括相互铰接的曲柄二和连杆二；曲柄二的尾端铰接安装在驱动座上，连杆二的另一端与折边梁相铰接。


8.根据权利要求7所述的折边机用折边传动机构，其特征在于：斜面一与水平面的夹角为-75°～75°，斜面二与竖直平面的夹角为-75°～75°。


9.一种折边梁位移的求解方法，其特征在于：折边梁通过两套光栅尺进行自身位移的求解，具体求解方法包括如下步骤：
步骤1、建立坐标系及光栅尺直线方程，包括如下步骤：
步骤11、建立坐标系：两套光栅尺分别为光栅尺一和光栅尺...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐丰羽，李剑，
申请(专利权)人：南京云上自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32